太空采礦,這個長期停留在科幻作品和想象中的概念,如今正在成為現實。據推測,月球上的氦-3是足以供人類使用萬年的清潔核聚變燃料;小行星上的鉑族金屬,其儲量能為新能源汽車、航空航天注入源源不斷的動力。如何發現太空找礦的鑰匙?中國科學院廣州地球化學研究所副所長朱建喜,分享他利用礦物學知識探索星辰大海的故事。
沒錯,黃金也能“長”出來!
你敢信嗎?黃金居然能像植物發芽一樣,“長”出來!
在中國科學院廣州地球化學研究所的實驗室里,我們記錄下了這一過程:把黃鐵礦丟進濃度極低的含金溶液,再借助一個“原子級攝像頭”,就能親眼見證黃金的誕生——短短幾分鐘,黃鐵礦周邊形成的高活性致密液體層,就像一個“黃金捕手”,把溶液里的金富集到黃鐵礦表面,20多分鐘后,納米金顆粒就陸陸續續冒出來。隨著時間推移,小金粒會越來越多、越長越大,溶液里的金被全部“薅”了出來!
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這不只是一場科學奇觀,更給礦產資源研究打開了新大門。朱建喜表示,這可以讓我們未來在太空找礦時,更精準地預判哪些地方可能形成有價值的礦產,說不定還能解鎖更多礦物開采的黑科技!
月球也會“生銹”!
月球表面一片死寂,曾被科學家們認為缺少高氧化態物質,然而嫦娥五號從月表帶回的月壤卻顛覆了這一認知。朱建喜告訴我們,他們在月壤樣品中發現了大量的三價鐵,也就是地球人常說的“鐵銹”!
通過透射電鏡,朱建喜帶著大家想象那一瞬間:微隕石以每秒幾十公里的速度砸向月球表面,撞擊過程中產生大量熔結玻璃,月壤里二價鐵離子發生歧化反應,一部分被氧化,形成三價鐵。更神奇的是,這些“鐵銹”并不孤獨——它們藏在撞擊熔結玻璃里,旁邊還散布著一堆納米尺度的金屬顆粒,仿佛是隱藏在月壤深處的微型寶藏!
為研究月壤
他們練就“針尖上的芭蕾”
月壤很細,平均只有50微米大小,比面粉還要細兩倍,肉眼根本看不清。用鑷子夾?手抖就飛。嫦娥五號和嫦娥六號一共帶回了不到4千克月壤樣品,廣州地球化學研究所總共申請借用過16克左右,可謂是地化所的“心頭肉”。
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節目現場,一位被同事稱為“小李飛刀”的月壤樣品研究人員帶來了她的故事:在月壤樣品回來的前一個多月,她和同事每天都戴著手套,隔著手套箱玻璃,用肉眼練習“針尖上的芭蕾”,等到手穩得可以挑選微米級樣品后,才敢接觸真正的月壤。
朱建喜透露,這位科研人員目前已經超過了外科手術機器人的精準度,她掌握的聚焦離子束技術能切出大小5微米、厚度100納米,也就是只有頭發絲1/1000厚度的薄片。這些技術,也在為2030年前后將返回的火星采樣做準備。這群實驗室里煉出的“火眼金睛”“小李飛刀”,已經摩拳擦掌,迎接來自火星的“回信”了!
新一代“星際礦工”工作指南
隨著太空采礦的構想越來越近,第一批“星際礦工”也將迎來史上最硬核的進化!在節目現場,來自中國礦業大學的青年學者帶來了中國首臺太空采礦機器人,并請教“人類礦工”朱建喜:機器人要向人類采礦學些什么?
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對此,朱建喜支招:“星際礦工”首先要學會探礦,像老中醫懂得望聞問切一樣——“望”礦物識別顏色、形狀,“聞”光譜分辨礦物類型。其次,外太空環境惡劣,“星際礦工”最好多練就幾招硬功夫,鉆、刨、砸、鏟,要樣樣精通,以隨時應對各種太空環境。最后,朱建喜還特別提出了自己的期待:別當冷血機器,野蠻開采,別帶著碾壓一切的姿態,看到火星上的“螞蟻”一腳就踩死了。撒貝寧感嘆道:“這不是在采礦,是在替人類給宇宙寫情書。”
來源:中央廣播電視總臺
責任編輯:曹旸
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